آشنایی با تراورس در خطوط ریلی
مقدمه
تراورس یکی از اجزای روسازی خطوط راه آهن می باشد که بین ریل و تراورس قرار می گیرد. تراورس تکیه گاهی برای ریل و عاملی برای انتقال بار بر روی بالاست است. شناخت تراورس و انواع آن در طراحی یک خط ریلی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.
تاریخچه تولید تراورس
اولین متریالی که برای ساخت تراورس از آن استفاده شد ، چوب بوده است. در زمانی که تولید فولاد مستحکم و بتن به شکل امروزی توسعه نیافته بود ، چوب مناسب ترین و ارزان قیمت ترین متریال برای ساخت تراورس انتخاب شد.
از مهم ترین معایب چوب این است که در اثر شرایط جوی نامساعد و به مرور زمان فرسایش می یابد. اشباع چوب با ماده ای مانند کرئوزوت ، راهکاری بود که برای حل مشکلات فرسایشی پیشنهاد شد. اشباع کردن تراورس های چوبی، با کاهش احتمال ترک خوردگی و افزایش توان باربری ، باعث افزایش عمر مفید تراورس می شد.
افزایش سرعت ناوگان و بار محوری و عدم برخورداری تراورس های چوبی از مقاومت سازه ای مناسب در برابر بار های وارده ، و از سوی دیگر محدودیت در منابع چوب ، باعث شد تفکر پیدا کردن جایگزین برای تراورس چوبی ، آغاز شود. بنابراین پس از انجام تحقیقات و بررسی های مختلف در نهایت فولاد به عنوان متریال ساخت تراورس انتخاب شد. تراورس فولادی در اوایل نیمه دوم قرن نوزدهم توسط یک مهندس فرانسوی به نام لوکرونیه ابداع گردید.
نیاز زیاد به فولاد برای بازسازی های عمرانی در دوران پس از جنگ جهانی دوم در اروپا و در نتیجه گرانی و کمبود آن باعث شد محققین به فکر یافتن جاگزین مناسب برای تراورس فولادی بروند.
ایده استفاده از بتن به عنوان متریال ساخت تراورس ، اولین بار در سال 1884 در فرانسه و سپس در سال 1893 در خطوط راه آهن آمریکا مطرح گردید. پس از تمامی این تلاش هایی که در این دهه انجام شد ، همچنان این نوع تراورس به دلیل ترک هایی که در نشیمن گاه ریل بر روی تراورس و همچنین در قسمت مرکزی آن ایجاد می شد نتوانست در مقابل تراورس چوبی ، جاگزین مناسبی باشد. با وجود راهکار هایی همچون افزایش آرماتور های به کار رفته در تراورس باز هم مشکل ترک خوردگی وجود داشت.
عوامل عدم موفقیت تراورس های بتن مسلح ساده
1 – ارتجاعیت کم تر نسبت به تراورس های نوع چوبی
2 – چسبندگی کم بین آرماتور و بتن و تخریب تراورس در اثر ارتعاشات زیاد
3 – ایجاد ترک های ناشی از پدیده خستگی به دلیل مقاومت کم بتن در مقابل کشش
عوامل ذکر شده باعث شد تا در طی گذشت زمان استفاده از بتن های مسلح ساده محدود شود و تراورس های بتنی پیش تنیده جاگزین شود.
وظایف تراورس
1 – نقش یک لایه الاستیک واسطه به منظور جذب ارتعاشات و ضربات ناشی از عبور قطار و انتقال این نیرو ها به لایه های زیر.
2 – تامین شیب عرضی ریل.
3 – مقاومت و انعطاف پذیری کافی.
4 – در برابر عوامل جوی پایدار باشد.
5 – شکل هندسی آن به گونه ای باشد که مانع از تغییر شکل طولی و عرضی ریل گردد.
انواع تراورس مورد استفاده در خطوط ریلی
1 – تراورس چوبی
2 – تراورس فلزی
3 – تراورس بتنی
طبقه بندی تراورس بر اساس شکل هندسی
1 – تراورس یک تکه ( مونو بلوک )
2 – تراورس دو تکه ( دی بلوک )
3 – تراورس معمولی
4 – تراورس سوزن
( تراورس بتنی یک تکه و تراورس بتنی دو تکه )
طبقه بندی تراورس های بتنی بر اساس نوع ساخت
تراورس های بتنی به دو گروه تراورس بتنی مسلح و تراورس بتنی پیش تنیده تقسیم می شوند. اولین نمونه های تراورس های بتنی به صورت یک تکه و بتن مسلح تولید می شد ولی به دلیل ایراداتی که داشت به تدریج گرایش به سمت پیش تنیده کردن تراورس های بتنی به وجود آمد. به گونه ای که امروزه تقریبا تمامی تراورس های بتنی یک تکه به صورن پیش تنیده ساخته شوند.
مزایای تراورس های پیش تنیده در مقایسه با تراورس های بتن مسلح ساده :
1 – کاهش ترک خوردگی و جلوگیری از گسترش ترک در بتن
2 – مقاومت فشاری بالاتر
3 – کاهش ابعاد هندسی تراورس
4 – کاهش درصد آرماتور مصرفی
تراورس های کامپوزیت
این نوع تراورس ها متشکل از ترکیب دو یا چند ماده می باشند که به وسیله یک ملات چسبناک به یکدیگر متصل شده و ماده نهایی با وجود برخورداری از خواص مواد متشکله ، دارای خواص جدید دیگر نیز می باشد. از نظر ابعاد ، طول این تراورس ها مشابه انواع تراورس چوبی و بتنی می باشد و به منظور افزایش تماس تراورس با مصالح بالاست، از بافت آج دار استفاده می کنند.
از نظر کاربرد، از این نوع تراورس ها می توان هم در ساخت خطوط جدید و م در بازسازی خطوط تحت بهره برداری استفاده کرد.
مشخصات هندسی تراورس ها
ابعاد و اندازه ی یک سازه و یا المان سازه ای رابطه ی مستقیم با مقدار نیرو های وارده بر آن دارد ، از این جهت ابعاد تراورس ها را می توان از مهم ترین مشخصات فنی این اجزا دانست که در طراحی آن ها موثر می باشد. نظور از مشخصات ابعادی تراورس ، طول ، عرض و ارتفاع تراورس ها می باشد. از لحاظ شکل سازه ای ، همواره بایستی ابعاد تراورس ها به اندازه ای در نظر گرفته شود که هم مقاومت سازه ای مناسب داشته باشد و هم بار های وارد از ریل به تراورس ، به صورت صحیح به لایه های زیرین منتقل شود. به منظور رسیدن به اهداف گفته شده ، در ساخت تراورس ها و نتایج حاصل از تحلیل نیروهای وارد به آن ها ، مقادیر حداقلی برای ابعاد تراورس ها در نظر گرفته می شود که معمولا در ضوابط آیین نامه ای محدوده های قابل قبول برای این ابعاد مشخص گردیده است.
